?Stella Crazy A-level Decision mathematics屬于A-Level數(shù)學(xué)中比較小眾的模塊,它介紹了算法(algorithm)的一般概念和利用流程圖或者文本實(shí)現(xiàn)算法。今天要介紹的是如何通過(guò)算法來(lái)給數(shù)字排序。
Part.1 bubble sort
在bubble sort中,我們通過(guò)比較每?jī)蓚€(gè)相鄰數(shù)字來(lái)進(jìn)行排序。
■首先介紹一下基本流程:
1.Start at the beginning of the list. Pass through the list and compare adjacent values. For each pair of values
■If they are in order, leave them
■If they are not in order, swap them.
2.When you get to the end of thelist, repeat step 1.
3.When a pass is completed without any swaps, the list is in order.
從已給列表的左邊開(kāi)始,比較每?jī)蓚€(gè)相鄰之間的數(shù)字,如果它們有序,保持不變;
如果沒(méi)有排好序,交換他們的位置。 當(dāng)你完成一個(gè)pass時(shí),再重復(fù)前面的步驟直到我們完成了一個(gè)不需要任何交換位置的pass。
下面我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)解釋一下bubble sort。
Example:Use a bubble sort to arrange these numbers intodescending order.
39 57 72 39 17 24 48
■首先比較一、組相鄰的數(shù)字 39 和 57 ,57>39,所以交換位置。
所以我們的列表變成了
57 39 72 39 17 24 48
■然后我們比較第二組相鄰的數(shù)字 39 和 72 ,72>39,所以交換位置。
按照這樣的規(guī)則我們繼續(xù)比較剩下的幾組相鄰的數(shù)字。
39 = 39
保持不變
39>17
保持不變
17<24
交換位置
17<48
交換位置
After the first pass:
用這樣的方法以此類(lèi)推完成2nd pass, 3rd pass,4th pass, 5th pass…
After 2nd pass: 57 72 39 39 24 48 17
After 3nd pass: 72 57 39 48 39 24 17
After 4th pass: 72 57 48 39 39 24 17
No swaps in next pass, so the list is in order.
下一步?jīng)]有任何的位置交換,所以列表已經(jīng)排序完畢。
通過(guò)這個(gè)例題我們可以看出來(lái),bubble sort 的命名來(lái)源了,每一行圈出相鄰的一組數(shù)字,然后形成了bubble形狀。
從這個(gè)例題可以看出來(lái),當(dāng)我們的數(shù)據(jù)變多之后,這個(gè)方比較耗費(fèi)時(shí)間, 所以接下來(lái)我們來(lái)介紹一個(gè)更快更有效率的算法:quick sort。
Part.2 quick sort
在quick sort中,我們選取一個(gè)pivot把數(shù)據(jù)分成兩個(gè)sub-lists, 大于pivot的和小于pivot的數(shù)據(jù)。然后再在子表中繼續(xù)選取pivot分成更多的子表。
■基本流程:
1.Choose the item at the mid-point of the list to be the first pivot.
2.Write down all the items that are less than the pivot, keeping their order, in a sub-list.
3.Write down the pivot.
4.Write down the remaining items (those greater than the pivot) in a sub-list.
5.Apply steps 1 to 4 to eachsub-list.
6.When all items have been chosen as pivots, stop.
下面我們用quick sort來(lái)解決上面那道例題。
Example:Use a quick sort to arrange these numbers into descending order.
39 57 72 39 17 24 48
■Solution:
1.選擇一個(gè)pivot ,39, 中間的數(shù)字?!就ǔN覀冇萌?lái)表示選擇的pivot】
2.把大于39的數(shù)字放在39的左邊,小于39的數(shù)字放在39的右邊。通常我們用方框來(lái)表示我們已經(jīng)固定位置的pivot。
3.繼續(xù)在兩個(gè)子表中選擇各自的pivot,重復(fù)同樣的步驟。
Each number has been chosen as a pivot, so the list is in order.
在quick sort里面,如果我們的列表或者子列表的數(shù)據(jù)為偶數(shù),我們選擇中間右邊的數(shù)字作為pivot,比如說(shuō)我們一組數(shù)據(jù)有10個(gè)數(shù)字,我們就選擇第6個(gè)數(shù)據(jù)作為pivot,然后進(jìn)行quick sort。
■Exam Tips:
1. 看清題目中的要求,descending or ascending。
2.在使用bubble sort的時(shí)候,注意我們要一直寫(xiě)出一個(gè)沒(méi)有任何swap的pass才可以結(jié)束algorithm,不能因?yàn)閿?shù)據(jù)已經(jīng)完成排序就不寫(xiě)出末了的pass。
3.在quick sort中,我們選擇了pivot之后,我們剩下的數(shù)據(jù)仍然要按照原本的順序?qū)懭雜ub-list。
介紹完了這兩種排序的算法,下面大家就可以嘗試著用這兩種方法來(lái)排序下面的一組數(shù)據(jù)了。
Use a suitable sort to arrange these numbers into ascending order.
21 24 42 29 23 13 8 39 38
這部分?jǐn)?shù)學(xué)模塊是很有趣的知識(shí)部分,如果同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中遇到難點(diǎn)的話,可以隨時(shí)來(lái)找主頁(yè)君咨詢(xún)。